【脳科学】禁断の実験ブレインスワップ：脳交換手術の結果が発表される

猪木いっぱい ★

『フランケンシュタインの怪物』のような架空の作品は、一人の個人の脳を入れ替えて、まったく別の身体に移植するというアイデアで創造されてきたものがたくさんあります。
しかし、生物学者とエンジニアのチームは、このSF的なコンセプトのバリエーションをコンピュータシミュレーションを使って、脳と身体の核心的な問題を探求しています。

手足の大きさや筋肉の大きさが全く異なる二人の人間が、どうして野球をしたりメールを送ったりするような、同じような細かい運動を同じように行うことができるのでしょうか？
これらの複雑な動作を制御するのは、脳と神経系と体の残りの部分との間の独自の調整なのか、それとも感覚からのフィードバックが主導権を握っているのか？

ジャーナル誌「eLife」に掲載された新しい研究では、研究者たちは、弱電気魚の一種であるグラスナイフフィッシュ（Eigenmannia virescens）の様々な脳と体を計算機でモデル化し、「魚の脳移植」のシミュレーションに成功し、調査を行った。

研究チームは、魚の情報処理と運動系のモデルを入れ替えてシミュレーションを行ったところ、「フランケンフィッシュ」は、水槽の仲間の別の体に突然飛び込んだ後、感覚フィードバックに大きく依存して、泳ぎのパフォーマンスに必要な微細な運動の制御を再開することで、脳と体の不一致を素早く補ったことを明らかにした。

研究チームによれば、今回の発見は、体の筋肉や骨格の力学に合わせて脳回路を正確に調整するのではなく、感覚からのフィードバックを利用して、脳、体、外部環境からの刺激の相互作用を助けて運動を誘導することができるという新たな証拠を提供しているとのことである。

また、今回の研究成果は、将来的にはロバストな感覚フィードバック制御システムを採用した先進的なロボットの設計が必要であり、そのようなシステムは予期せぬ環境への適応力を高める可能性があるとしている。

"この研究が示しているのは、私たちが行うすべてのことに感覚フィードバックが深く関わっているということです」と、NJIT生物科学科のエリック・フォーチュン教授は述べています。
"人々は、動物の運動がどのように機能するかを永遠に解明しようとしてきました。それは、これらの魚の脳を交換することは、この根本的な問題に対処し、私たちの体を制御する方法についてのより良い理解を得るための素晴らしい方法であることが判明した"

研究チームは、モデルを作成した後、魚の間でコントローラとプラントを計算して入れ替え始めたが、感覚フィードバックデータを加えた場合、脳の入れ替えはモデルのシミュレーションされた遊泳行動にほとんど影響を与えないことがわかった。しかし、感覚フィードバックデータをモデルに入れないと、魚の泳ぎのパフォーマンスは完全に落ちてしまいました。

"私たちは、これらの魚のパフォーマンスが悪いことを発見しました... 間違った脳が間違った体に入っていることに適応できないのです。しかし、モデルにフィードバックを加えてループを閉じると、突然、何事もなかったかのように泳ぎ続けます。本質的には、感覚的なフィードバックが彼らを救うのです」とフォーチュン氏は説明する。

解説：脳交換は可能、高齢者の脳が脳死の若者の脳と入れ替えられる未来はないとは言えない

DeepL翻訳一部割愛
https://phys.org/news/2020-03-simulated-frankenfish-brain-swaps-reveal-body.amp
https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2020/simulatedfra.jpg